Как переключать передачи на механике

Мастерству правильно переключать передачи на механической трансмиссии возможно научиться. Для этого нужно не так много. Во-первых, понимание того, зачем вообще машине коробка с разными передачами. Во-вторых, придётся заучить алгоритмы действий. В-третьих, осознать, какие задачи может решать МКПП. В-четвёртых, проработать на практике некоторые тонкости, позволяющие добиться переключений без рывков и прочих косяков.

Автомобиль без коробки переключения передач

Представьте себе ненадолго машину, у которой вообще отсутствует какая-либо коробка переключения передач — МКПП или АКПП. Есть только двигатель и ведущие колёса, крутящий момент между которыми передаётся через механизм сцепления. К слову, примерно так и были устроены первые автомобили. О коробках передач тогда даже не задумывались, так как в них не было нужды.

Следует отметить, что просто подключить напрямую двигатель к колёсам нельзя. Нужна, как минимум, понижающая передача. Это такая, которая уменьшает скорость вращения приводных валов. Дело в том, что двигатель даже на холостых оборотах крутится довольно быстро. Если его напрямую подключить к ведущим колёсам, машина не стронется с места. Скорость вращения ведущего вала будет большой, но крутящий момент — маленький.

Теперь попробуем поездить на нашем воображаемом автомобиле без полноценной трансмиссии. Это не так просто, как кажется. Во-первых, начинать надо не с запуска двигателя, а с выжима педали сцепления. Помним о том, что ведущие колёса напрямую подключены к мотору. Нет даже нейтральной передачи. Выжали сцепление. Далее запускаем двигатель. Отпускаем плавно педаль сцепления и начинаем движение.

Хотим ускориться — жмём на педаль акселератора. Чтобы замедлится — сбрасываем «газ». Всё крайне просто, но есть один нюанс. Заключается он в том, что наш двигатель имеет ограниченный диапазон оборотов. Когда будет достигнут верхний его предел (допустим 6000 об/мин) автомобиль без коробки переключения передач будет двигаться со скоростью всего каких-то 40 км/ч. Быстрее, к сожалению, мы поехать не сможем.

Автомобиль с механической коробкой переключения передач

Чтобы решить возникшую в предыдущем примере проблему, добавим в конструкцию нашей машины механическую коробку передач. Простейшую. По сути, этот механизм будет решать только одну единственную задачу — преобразовывать скорость вращения вала двигателя. Более низкие передачи будут её понижать. Самая высокая — соединяет мотор и колёса напрямую.

Поездим на нашем автомобиле теперь. Представим, что в нашей механической коробке передач также появилась нейтральная передача. Это такая, при которой на колёса от двигателя крутящий момент не передаётся вовсе. Благодаря этому мы теперь можем спокойно запустить мотор, не выжимая педали сцепления. Запускаем и трогаемся с места точно так же, как и на машине без МКПП. Только теперь, после выжима сцепления нам надо включить самую низкую, то есть, первую передачу.

Повышая обороты двигателя, ускоряемся. Набрав, как в предыдущем примере, скорость 40 км/ч, мы теперь можем ускоряться и дальше. Для этого нам надо на ходу переключиться на более высокую, то есть, на вторую передачу. Выжимаем сцепление, переключаем, отпускаем сцепление обратно, и продолжаем разгоняться. Надо ещё быстрее — включаем третью, четвертую и так далее. Последняя передача на механике, как правило, прямая. Это означает, что крутящий момент от двигателя к колёсам передаётся напрямую, то есть, без понижения скорости вращения.

Дополним нашу историю парой жизненных ситуаций, с которыми повседневно сталкиваются водители автомобилей с МКПП. Допустим, впереди у нас горка. Заехать на неё на самой высокой передаче мы, скорее всего, не сможем. А всё потому, что нам не хватит крутящего момента на ведущих колёсах. Чтобы его туда добавить, мы включаем более низкую передачу. Теперь автомобиль поедет медленнее, но так называемой тяги у него будет побольше. Соответственно, мы сможем заехать на нашу горку.

Вот ещё ситуация, где механика оказывается полезной. На нашем пути установлен дорожный знак, ограничивающий скорость движения, либо нам надо тихонько проехать мимо поста ДПС. Просто сбросить газ на самой высокой передаче мы не можем. Этого окажется недостаточно — автомобиль немного сбросит скорость, а при дальнейшем замедлении начнёт глохнуть двигатель (медленнее вращающиеся колёса будут его замедлять, заставляя работать ниже холостых оборотов). Чтобы решить эту задачу, нам надо просто включить передачу пониже, например, третью или даже вторую.

Последняя наглядная ситуация, которую хотелось бы упомянуть, это обгон других транспортных средств. Задача — выехав на встречную полосу для осуществления этого манёвра, оставаться там как можно меньше времени. Для её решения нам необходимо бодрое ускорение. Поэтому, если мы едем на самой высокой передаче, есть смысл перед началом обгона переключиться на более низкую. Например, с пятой на четвертую. Теперь, используя запас по оборотам двигателя, мы можем передать на ведущие колёса более мощный крутящий момент, и кратковременно ускориться. Задача решена.

Преимущества и недостатки МКПП

Более подробно об этом читайте в статье о том, что лучше — автомат или механика. Здесь же этот вопрос рассмотрим крайне сжато.

Преимущества:

• сравнительная простота устройства;
• более низкая стоимость автомобилей с МКПП;
• шире выбор автомобилей;
• дешевле в обслуживании, чем АКПП;
• меньше и легче:
• при умелом использовании помогает экономить топливо;
• даёт особые ощущения от вождения автомобиля;
• автомобиль на механике считается более проходимым.

Недостатки:

• сложновато научиться переключать передачи правильно;
• с троганием в горку с места тоже бывают проблемы;
• при езде в городском режиме часто приходится работать с коробкой;
• в пробках ездить немного утомительнее, чем на автомате;
• при неумелом использовании на механике проще сократить ресурс двигателя.

Как видите, достоинств не так уж и мало. Основные из них, наверное, более широкий ассортимент машин с МКПП, а также то, что они дешевле, чем аналоги на автомате. Что же касается недостатков, то большая половина из них уходит с приобретением опыта и соответствующих навыков. Если будете внимательно читать дальше, то уже минут через пять-семь эти недостатки для вас начнут потенциально таять на глазах.

Обороты двигателя и переключение передач

Тахометр на приборной панели, если он есть, является одним из самых наглядных «помощников» правильного переключения передач на механике. Главное знать основные принципы, как по нему ориентироваться. Для этого условно разделим шкалу тахометра автомобиля со стандартным бензиновым мотором на следующие зоны:

1. 0-850 об/мин — в этом диапазоне двигатель либо не работает вовсе, либо делает это неустойчиво, с перебоями, задыхаясь и кашляя.
2. 850-950 об/мин — так называемые холостые обороты, которые нужны, чтобы прогревать двигатель, диагностировать его, стоять в пробке или на перекрёстке и так далее.
3. 950-2000 об/мин — низкие обороты, на которых крутящий момент вырабатывается крайне низкий, а потому ездить на них не стоит.
4. 2000-3500 об/мин — оптимальный диапазон для езды, причём, верхний предел является точкой максимально возможного крутящего момента.
5. 3500-∞ об/мин — высокие обороты, при которых крутящий момент уже не растёт, а расход топлива ещё как.

Стоит уточнить, что в зависимости от марки и модели автомобиля верхний предел оптимального для езды диапазона — немного разный. К примеру, на отечественных автомобилях ВАЗ это 3000 об/мин, а на некоторых иномарках доходит до 4500 об/мин. У дизелей показатели поскромнее. Для своей машины эту цифру можно узнать из технических характеристик. В пункте, в котором указано, при каких оборотах конкретный силовой агрегат развивает максимальный крутящий момент. Далее в примерах будет фигурировать цифра 3000 об/мин, так как она актуальна для большинства легковых машин с бензиновыми двигателями.

Из рассмотренного списка следует, что правильным переключением передач будет такое, при котором обороты двигателя не будут выходить за пределы оптимального диапазона. То есть, примерно так. Включили первую передачу, тронулись и разгоняемся до тех пор, пока двигатель раскрутится до 3000 об/мин. Это самое время, чтобы переключиться на следующую, то есть, на вторую передачу. Дальше ускоряемся по аналогичному принципу.

Чтобы замедлиться, действуем ровным счётом наоборот. Допустим, едем мы на пятой передаче и на тахометре 2800 об/мин. Сбрасываем «газ» до тех пор, пока стрелка не опустится до 2000 об/мин. Это самое лучшее время, чтобы включить передачу пониже, то есть, четвертую. Если же нам надо сбросить скорость до какой-то минимальной, то четвёртую включать необязательно. При замедлении передачи вполне можно, и даже нужно, перескакивать, сопоставляя с ними скорость движения.

Скорость движения и переключение передач

Плавно переходим к следующему «помощнику» в правильном переключении передач на механике — спидометру. Этот прибор отображает текущую скорость движения автомобиля. Собственно, по нему придётся ориентироваться при обучении тем, у кого на панели просто нет тахометра. Забегая наперёд, отметим, что в случае с замедлением и «перескакиванием» передач именно спидометр является лучшим «помощником».

К слову, ориентироваться можно не только на приборы. Собственно говоря, без них вовсе тоже ездят. Опытные водители «чувствуют», как правильно переключать передачи на механике. Помогает им в этом звук мотора, личное ощущение скорости движения, а также того, как тянет автомобиль — бодро или «давится».

Но вернёмся к тому, на какой скорости переключать передачи на механике. Первый способ — это воспользоваться универсальной шпаргалкой. Подходит она для большинства машин с бензиновыми моторами. Плюс минус несколько км/ч. Раньше подобные шпаргалки присутствовали в печатных руководствах по эксплуатации автомобиля. Если такая у вас имеется — то это второй способ. Более правильный и точный.

Собственно, эта схема работает по тому же принципу, что и в случае с оборотами. Производители серийных автомобилей специально подбирают для механических коробок передач такие передаточные числа, чтобы они примерно соответствовали и оптимальному диапазону оборотов, и привычным скоростям движения.

Кроме того, это удобно для езды в некоторых стандартных ситуациях. Например, по городу сподручнее двигаться на третьей передаче, выбирая из диапазона 40-60 км/ч наиболее соответствующую потоку скорость. Раньше удобно было и в чертах населённых пунктов, где по ПДД действовало ограничение 60 км/ч. То есть, включил четвертую передачу, и с минимальными оборотами покатился. Сейчас же ограничение ужесточили, и со скоростью 50 км/ч ехать на той же четвертой уже, как бы, неправильно. Оборотов маловато.

Переключение передач на механике без рывков

Следующий важный этап в освоении мастерства переключения передач на механической коробке заключается в исключении рывков. Добиться плавности, пожалуй, сложнее, чем обучиться всем остальным приёмам, а потому рассмотрим этот вопрос немного детальнее. Для этого мысленно садимся за руль автомобиля, и начинаем движение. Всё, как обычно, но теперь будем делать это осознанно. С пониманием, что происходит, и как этого избежать.

Итак, первая задача — разогнаться, и переключиться на следующую передачу без рывков. Алгоритм простой:

1. Едем.
2. Раскручиваем двигатель до упомянутых выше 3000 об/мин.
3. Выжимаем педаль сцепления.
4. Одновременно отпускаем «газ»
5. Включаем следующую по счёту передачу.
6. Отпускаем педаль сцепления.
7. Повышаем обороты до требуемого уровня.

Эти все действия выполняются за какую-то секунду, но, в то же время, машина у нас могла дёрнуться не раз, и не два. А целых пять раз. Наша задача — понять, на каких именно этапах и почему это происходит, и как исключить рывки.

Первый рывок мог произойти в том месте, где вы начали выжимать педаль сцепления. То есть, на третьем шаге вышеуказанного алгоритма действий. Происходит это потому, что вы поспешили, и начали давить на педаль сцепления слишком рано. Дело в том, что при разгоне двигатель достаточно небыстро повышает свою мощность. Вы добавили «газу» и удерживаете педаль в каком-то одном положении, а мотор продолжает в это время раскручиваться, так сказать, «догоняя» ваши действия.

И вот, если не дождаться, пока двигатель «догонит» нажатую вами педаль акселератора, и выжать сцепления, происходит рывок. Но не вперёд, а, условно говоря, назад. Связано это с тем, что машина ускорялась, а вы своей ногой резко отобрали у неё то, что её разгоняло. Ускорение изменило вектор, и автомобиль начал замедляться. Вы, и ваши пассажиры — ощущаете кивок. Особенно хорошим «индикатором» является пассажир рядом свами — по нему буквально видно, как он кивает головой при таких действиях.

Чтобы исключить этот тип рывка из своего вождения, не нужно спешить выжимать педаль сцепления во время ускорения автомобиля. Подождите секунду или её долю, пока двигатель «догонит» ваши действия, и будет двигаться без ускорения. Собственно говоря, если вы до этого не ускорялись, а ровно ехали и решили переключиться, рывка на этом этапе быть не должно.

Второй рывок мог случиться чуть позже, если вы несинхронно и слишком резко отпустили педаль «газа» и выжали сцепление. Делать это нужно одновременно и плавно. Не так, конечно, как при трогании с места. Но и не резко. Помните о том, что двигатель реагирует на сброшенный «газ» быстрее, чем автомобиль на выжимаемое сцепление. Последнее срабатывает, когда педаль проходит примерно третью часть своего хода.

Третий рывок часто происходит в момент, когда следующая передача уже включена, но педаль сцепления была отпущена слишком резко. Делать это нужно тоже более или менее плавно. Но не так, опять же, как при трогании с места. Здесь тоже надо понимать и помнить о том, что сцепление начинает срабатывать где-то на половине своего хода. То есть после того, как передача включена, педаль первую часть пути может преодолевать быстро, потом в момент соединения коробки с двигателем плавно, и оставшийся ход опять быстро.

Четвёртый рывок возможен из-за того, что вы слишком долго провозились с переключением передачи и поиском оптимальной скорости отпускания педали сцепления. Обороты двигателя за это время опустились до холостых, потому при соединении его с ведущими колёсами происходит кивок. Мотор попросту не может молниеносно сравнять обороты, которые ему в этот момент «диктуют» ведущие колёса с коробкой переключения передач.

Чтобы исключить этот очередной кивок, есть два способа. Во-первых, вы можете потренироваться, и выполнять все манипуляции с педалями и рычагом быстрее. Во-вторых, если первое не получается, обороты двигателя поддерживаются на уровне 2000 об/мин педалью акселератора. Либо своевременно (в момент срабатывания механизма сцепления) добавляете их, если «газ» перед этим был отпущен полностью.

Пятый рывок относится уже не к разгону, а к приёму понижения передачи с перескакиванием. Происходит он в тех случаях, когда выбранная передача не соответствует нужной скорости движения и оптимальным для неё оборотам двигателя. То есть, вам надо либо тщательнее подбирать передачу, либо подгонять обороты мотора так, чтобы при его соединении с коробкой и колёсами не оставалось резкого перепада.

Вот вам пример алгоритма, как этого добиться:

1. Едем на 5 передаче со скоростью 90 км/ч.
2. Нужно сбросить скорость до 50 км/ч.
3. Для этой скорости оптимальной будет третья передача.
4. Но обороты должны быть где-то 2500 об/мин.
5. Бросаем «газ».
6. Одновременно выжимаем сцепление.
7. Переключаемся с пятой на третью.
8. Доводим обороты до указанных.
9. И только потом соединяем двигатель с коробкой при помощи сцепления.
10. Для других скоростей выбираем соответствующие передачи и обороты.

Возможно, в виде букв это всё выглядит очень сложно. Не без этого. Но когда придёт опыт, вы поймёте, что это просто. Все эти алгоритмы и правила будут получаться сами собою, причём, в гораздо больших вариантах. В этом ведь и заключается прелесть механики — она позволяет максимально гибко управлять машиной, выжимая из неё ровно столько, сколько требует та или иная ситуация.

Экономичная езда на механике

Здесь коротко, так как принципы экономичной езды на механике крайне простые:

1. Чем ниже обороты двигателя, тем расход топлива меньше.
2. За пределами точки максимального крутящего момента топливо сжигается крайне неэффективно.
3. Если обороты меньшие, чем необходимо для преодоления нагрузки — начинается перерасход.

Итого, в идеале, чтобы ездить на механике наиболее экономично, нужно придерживаться всех описанных в начале статьи ориентиров. Обороты — в оптимальном диапазоне. Скорость — соответствует включённой передаче. Кроме того, если позволяет обстановка, можно пробовать ездить и на более низких оборотах, чем 2000 об/мин. Сюда относится движение с небольшой горки, за сильным ветром и так далее. То есть, когда машина идёт с минимальным сопротивлением со стороны внешних факторов.

Переключение передач и ресурс двигателя

Чрезмерно увлекаться ездой на низких оборотах не стоит. Хоть это никем на практике и не доказано, но есть теория о так называемом масляном голодании. Заключается она в следующем. Чтобы система смазки полноценно работала, внутри неё должно быть достаточное давление. А создаётся оно насосом, производительность которого напрямую зависит от оборотов двигателя. Соответственно, если они низкие, смазка хуже попадает к верхним деталям, в результате чего якобы ускоряется их износ.

Другие говорят, что это всё чепуха. Особенно, если автомобиль более или менее современный. Сторонники этой анти-теории убеждают, что сейчас масляные насосы делают очень эффективными, и они способны создавать нужное давление в системе уже при 1500 об/мин. Так ли это — надо спрашивать у производителей конкретных машин и моторов.

Ещё сторонники теории повышенного износа часто говорят о коленчатом вале, который при малой скорости вращения не создаёт качественный масляный туман. Последний смазывает детали кривошипно-шатунного механизма и стенки цилиндров. Опять же, так ли это — увидеть своими глазами невозможно. Тем более никто наглядно не доказывал, что всё описанное сокращает ресурс мотора…

«Неправильное» переключение передач по ситуациям

В завершение остаётся только перечислить ситуации, когда переключать передачи на механике нужно, так сказать, «неправильно». То есть, невзирая на обороты двигателя, скорость и прочие факторы. Об этом тоже нужно знать, владея машиной с МКПП. Более того, этим всем приёмам необходимо учиться. Желательно до того, как их применение понадобится в реальных условиях.

В общем, вот эти нестандартные ситуации, требующие таких же методов обращения с МКПП:

• При проезде через железнодорожные переезды переключаться категорически запрещено.
• Манёвр под названием обгон нужно рассчитывать так, чтобы он целиком выполнялся на одной и той же передаче.
• Если впереди крутой подъём, пониженную передачу лучше включить заранее.
• Перед спуском с горки переключений тоже лучше избежать.
• В гололёд безопаснее двигаться на более низких оборотах, чем положено, особенно, если у вас (вернее, у машины) задний привод.
• Повороты, в том числе затяжные, также крайне рекомендуется проходить на какой-то одной передаче.
• В гололёд предыдущий пункт воспринимаем не как рекомендацию, а как правило.
• В случае необходимости резко и бодро ускориться бывает полезно переключиться на более низкую передачу, поддав оборотов столько, сколько может отдать двигатель.

Как видите, во всех перечисленных ситуациях думать об оптимальных оборотах, экономичности или ресурсе мотора — некогда. Именно поэтому здесь работают исключения из правил.

Краткие итоги

Теперь вы больше знаете о том, как ездить на механике. Хоть это только лишь теория, тем не менее, без неё никак не обойтись. Осталось только практиковаться, набираться опыта, учится понимать и чувствовать автомобиль, прокачивать, так сказать, свой уровень вождения. Справедливости ради отметим, что сказанное выше — это далеко не всё, что нужно знать о механической трансмиссии и её эксплуатации. Освоив описанные приёмы, не останавливайтесь на достигнутом. Ибо нет предела совершенству.

• Назад
• Вперед

Добавить комментарий

Поддержать сайт, поблагодарить за полезную информацию,

оценить статью, прочистить карму, сделать доброе дело:

В любой удобной валюте с любой системы — DONATIONALERTS

Карта Приват Банк (грн.) — 4149 4996 5042 0423

ЮMoney (руб.) — 410 012 458 013 739

WebMoney ($) — Z321475546931

QIWI (руб.) — 80959400661

• Авто без СТО
• Трансмиссия
• Как ездить на механике

Популярные материалы

• Как заряжать кальциевый (Ca/Ca) аккумулятор | Напряжение и другие особенности
• Как заряжать необслуживаемый аккумулятор — подробная инструкция
• ☝️ Удаление катализатора — один плюс и сплошные минусы
• Нужно ли заряжать новый аккумулятор после покупки
• ⚡ 10 характерных неисправностей генератора и признаки их проявления
• Как заряжать AGM АКБ — связь между особенностями и зарядкой
• Почему разряжается новый аккумулятор на машине
• Как правильно ездить на автомате
• ‍ Проваливается педаль тормоза — 12 причин и ремонт без СТО
• ⚡ Напряжение аккумулятора автомобиля

Рубрики

• Авто без СТО
• Двигатель
• Электрооборудование
• Трансмиссия
• Ходовая часть
• Рулевое управление
• Тормозная система
• Кузов
• Всё для авто
• Эксплуатация
• Карта сайта
• Автоопросы
• Об авторе

Подпишись на Авто без СТО в соцсетях

Топливный калькулятор

Километраж (км)
Либо 100, если указан расход

Стоимость 1 л топлива (денег)

Объём топливного бака (л)

Предстоящая поездка (км)

Расход на 100 км (л):

Расход на 1 км (л):

Пробег на 1 л топлива (км):

Стоимость 1 км пути (денег):

Стоимость полного бака (денег):

Пробег на полном баке (км):

Стоимость предстоящей поездки (денег):

Как работает автомобильная трансмиссия?

С точки зрения непрофессионала, ваша трансмиссия — это система, которая преобразует силу двигателя в управляемый источник энергии. Она действует как посредник между двигателем и колесами и преобразует мощность, создаваемую двигателем, в крутящий момент (вращающую силу), который затем передается на оси, которые, в свою очередь, вращают колеса. Поэтому без трансмиссии ваша машина буквально превратилась бы в бесполезный хлам.

Двигатель автомобиля вырабатывает мощность и передает ее на коленчатый вал, но вырабатываемая мощность слишком велика и слишком переменна, чтобы обеспечить пригодную для использования скорость для водителя. Двигатель работает со скоростью вращения (от 600 до 7000 об/мин), а колеса вращаются с меньшей скоростью (от 0 до 1800 об/мин). При этом трансмиссия способна поддерживать как частоту вращения вашего двигателя, так и частоту вращения колёс на оптимальных скоростях, и передает мощность на дифференциалы, которые вращают колеса. Это происходит благодаря передаточным числам, но как они работают?

В трансмиссии используются зубчатые колеса, которые взаимодействуют друг с другом для создания крутящего момента. Скажем, у вас есть входное зубчатое колесо с 20 зубьями, которое взаимодействует с выходным зубчатым колесом с 10 зубьями. Чтобы один раз провернуть шестерню с 20 зубьями, шестерня с 10 зубьями должна сделать два полных оборота. Передаточное число рассчитывается путем взятия числа зубьев на выходной передаче и деления его на входную передачу. Таким образом, передаточное число в этом примере составляет 1:2, но обычно оно упрощается до 0,5: 1, чтобы указать, сколько раз должна вращаться выходная шестерня, чтобы входная шестерня делала только один полный оборот.

Как работает трансмиссия?

В коробке передач много передач разных размеров, что позволяет использовать различные комбинации передаточных чисел. Передаточные числа должны быть изменены в зависимости от скорости автомобиля, и поэтому существует несколько передач, которые могут переключаться, и совместная работа этих передач позволяет автомобилю ездить на разных скоростях.

В качестве примера, перечислены передаточные числа для механической коробки передач Chevrolet Corvette C5 Z06:

• 1-я передача: 2,97: 1
• 2-я передача: 2,07: 1
• 3-я передача: 1,43: 1
• 4-я передача: 1.00: 1
• 5-я передача: 0,84: 1
• 6-я передача: 0,56: 1
• Задний ход: 3,38: 1

Как работает автоматическая коробка передач?

Автоматические коробки передач появились после ручных коробок передач, и если вы понимаете, как работает механическая коробка передач, вы уже имеете базовое представление о том, как работает автоматическая коробка передач. В то время как механическая коробка передач требует, чтобы водитель вручную менял передаточные числа, автоматическая система делает это самостоятельно, используя давление жидкости. Жидкость для автоматической трансмиссии обеспечивает необходимое давление для активации сцеплений и лент, что, в свою очередь, определяет, в какой передаче должен быть автомобиль.

Трансмиссионная жидкость поступает в гидротрансформатор, который активирует сцепления и ленты. В свою очередь, он определяет, какое передаточное число должно быть включено, и тогда планетарная передача может быть настроена на правильную комбинацию.

Из чего состоит трансмиссия?

Корпус трансмиссии

Кожух коробки передач содержит все детали коробки передач. Он похоже на колокол, поэтому его часто называют «колоколом». Корпус коробки передач обычно изготавливается из алюминия. Помимо защиты всех движущихся передач, колокол на современных автомобилях имеет разные датчики, которые отслеживают входную частоту вращения от двигателя и выходную частоту вращения для остальной части автомобиля.

Преобразователь крутящего момента

Никогда не задумывались, почему вы включаете двигатель, но машина при этом остается на месте? Это происходит потому, что поток энергии от двигателя к коробке передач отключен. Такое отключение позволяет двигателю продолжать работу, даже если остальная часть трансмиссии автомобиля не получает никакой мощности. На механической коробке передач вы отключаете питание двигателя от трансмиссии, нажимая на сцепление.

Но как отключить питание двигателя от трансмиссии на автоматической коробке передач без сцепления?

Для этого используется гидротрансформатор.

Именно здесь начинается черная магия автоматических трансмиссий (мы еще даже не дошли до планетарных передач). Гидротрансформатор находится между двигателем и коробкой передач. Это элемент, похожий на пончик, который находится внутри большого отверстия колокольчика коробки передач. Он имеет две основные функции с точки зрения передачи крутящего момента:

1. Передает мощность от двигателя на входной вал трансмиссии.
2. Умножает выходной крутящий момент двигателя.

Он выполняет эти две функции благодаря гидравлической мощности, обеспечиваемой трансмиссионной жидкостью внутри трансмиссии.

Чтобы понять, как это работает, нам нужно знать, как работают разные части гидротрансформатора.

Элементы преобразователя крутящего момента

В большинстве современных автомобилей имеются четыре части гидротрансформатора:

1. Насос,
2. Турбина,
3. Статор,
4. Муфта гидротрансформатора.

Насос (он же рабочее колесо). Насос выглядит как вентилятор. Он имеет пучок лезвий, исходящих из его центра. Насос крепится непосредственно к корпусу гидротрансформатора, который, в свою очередь, крепится болтами непосредственно к маховику двигателя. Следовательно, насос вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал двигателя. Насос «перекачивает» трансмиссионную жидкость наружу из центра в направлении.

Турбина. Она находится внутри корпуса преобразователя. Турбина соединяется непосредственно с входным валом трансмиссии. Она не подключена к насосу, поэтому может двигаться с другой скоростью, чем насос. Это очень важно, поскольку позволяет двигателю работать с другой скоростью, чем остальная часть трансмиссии.

Турбина вращается благодаря трансмиссионной жидкости, которая поступает из насоса. Лопатки турбины сконструированы таким образом, чтобы полученная жидкость перемещалась к центру турбины и обратно к насосу.

Статор. Он находится между насосом и турбиной. По виду напоминает лопасти вентилятора или пропеллер самолета.

Статор делает две вещи:

1. более эффективно отправляет трансмиссионную жидкость из турбины обратно в насос, и
2. увеличивает крутящий момент, поступающий от двигателя, чтобы помочь двигать автомобиль, но затем посылает меньший крутящий момент, если автомобиль движется с высокой скоростью.

Это достигается благодаря современной инженерии. Во-первых, лопасти на реакторе сконструированы таким образом, что когда трансмиссионная жидкость, выходящая из турбины, попадает на лопасти статора, жидкость отводится в том же направлении, что и вращение насоса.

Во-вторых, статор соединен с неподвижным валом на коробке передач через одностороннюю муфту. Это означает, что статор может двигаться только в одном направлении. Это гарантирует, что жидкость из турбины направляется в одном направлении. Статор начинает вращаться только тогда, когда скорость жидкости из турбины достигнет определенного уровня.

(Эти два конструктивных элемента статора облегчают работу насоса и создают большее давление жидкости. Это, в свою очередь, создает усиленный крутящий момент на турбине, и поскольку турбина соединена с трансмиссией, больший крутящий момент может быть отправлен на трансмиссию и остальную часть автомобиля).

Муфта гидротрансформатора. Благодаря гидродинамике, часть мощности двигателя теряется по мере того, как трансмиссионная жидкость поступает от насоса к турбине. Это приводит к тому, что турбина вращается с несколько меньшей скоростью, чем насос. Это не проблема, если автомобиль только начинает движение (фактически, разница в скорости позволяет турбине передавать больший крутящий момент на трансмиссию), но как только он развивает значительную скорость, эта разница приводит к неэффективности использования энергии.

Чтобы свести на нет потерю энергии, большинство современных гидротрансформаторов имеют муфту гидротрансформатора, соединенную с турбиной. Когда автомобиль достигает определенной скорости (обычно 45-50 км в час), муфта гидротрансформатора включается и заставляет турбину вращаться с той же скоростью, что и насос. Компьютер управляет включением муфты преобразователя.

Как работает гидротрансформатор?

• Вы заводите машину, и в начале она работает на холостом ходу. Насос действует с той же скоростью, что и двигатель, передавая трансмиссионную жидкость в направлении турбины, но поскольку двигатель не вращается очень быстро в мертвой точке, турбина также не вращается с высокой скоростью, поэтому она не может подать крутящий момент на передачу.
• Вы давите на газ. Это заставляет двигатель вращаться быстрее, что заставляет насос гидротрансформатора работать быстрее. Поскольку насос начинает разгоняться, трансмиссионная жидкость движется достаточно быстро из насоса, чтобы начать вращение турбины в ускоренном режиме. Лопасти турбины направляют жидкость в статор. Статор еще не вращается, потому что скорость трансмиссионной жидкости недостаточно высока. Но из-за конструкции лопаток статора, когда жидкость проходит через них, она отводит жидкость обратно в насос в том же направлении, в котором вращается насос.

Это позволяет насосу перемещать жидкость обратно в турбину с более высокой скоростью и создает большее давление. Когда жидкость возвращается в турбину, она делает это с большим крутящим моментом, в результате чего турбина передает больший крутящий момент в трансмиссию. Машина начинает двигаться вперед.

• Снова и снова этот цикл продолжается по мере ускорения автомобиля. Когда вы разгоняетесь до высокой скорости, трансмиссионная жидкость достигает давления, которое заставляет лопасти реактора наконец вращаться. При вращении реактора крутящий момент уменьшается.

Важно: На этом этапе вам не нужно большой крутящий момент, чтобы машина ехала, потому что она уже движется с достаточной скоростью. Далее муфта гидротрансформатора входит в зацепление и заставляет турбину вращаться с той же скоростью, что и насос с двигателем.

Планетарные передачи

Когда ваш автомобиль развивает более высокую скорость, ему требуется меньший крутящий момент, чтобы поддерживать движение. При этом трансмиссия может увеличивать или уменьшать уровень крутящего момента, передаваемого на колеса, благодаря передаточным отношениям(чем ниже передаточное число, тем больше крутящий момент. Чем выше передаточное число, тем меньше крутящий момент).

Из каких компонентов состоит планетарная передача?

1. Солнечная шестерня. Находится в центре планетарной передачи.
2. Планетарные шестерни и их носитель. Три или четыре меньших зубчатых колеса, которые окружают солнечное зубчатое колесо и находятся в постоянном зацеплении с солнечным зубчатым колесом. Планетарные шестерни (или шестерни) установлены и поддерживаются несущей. Каждое из планетарных зубчатых колес вращается на своих отдельных валах, которые связаны с носителем. Кольцевая передача.
3. Кольцевая передача является внешней и имеет внутренние зубья. Кольцевое зубчатое колесо окружает остальную часть зубчатого колеса, а его зубья находятся в постоянной сетке с планетарными зубчатыми колесами.

Примечание: один планетарный редуктор может обеспечить реверсивный привод и пять уровней прямого хода. Все зависит от того, какой из трех компонентов зубчатой передачи движется или удерживается в неподвижном состоянии.

Трансмиссия автомобиля

В машиностроении трансмиссией называется совокупность механизмов, призванная передавать крутящий момент от силового агрегата к рабочему органу механического устройства. Автомобильная трансмиссия выполняет ту же функцию и передает крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания к ходовой части (колесам) автомобиля для изменения тяговых усилий, скоростей и направления движения транспортного устройства.

Что такое трансмиссия автомобиля

Автомобильная трансмиссия — разновидность трансмиссии, обеспечивающая движение автомобилем и его управление водителем. В общих случаях в состав автомобильной трансмиссии входят:

• сцепление либо гидротрансформатор;
• коробка передач;
• главная передача;
• шарнир равных угловых скоростей.

Опционально в состав трансмиссии также могут входить раздаточная коробка и карданная передача.

Классификация автомобильных трансмиссий основана на различных принципах переключения передач и передачи крутящего момента к рабочему органу автомобиля, то есть колесам. Выделяют следующие виды автомобильных трансмиссий:

• механическая;
• автоматическая;
• роботизированная;
• трансмиссия типа вариатор.

Устройство механической трансмиссии

Механическая трансмиссия — автомобильная трансмиссия, предназначенная для передачи крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания к колесам, в которой выбор передачи осуществляется водителем в ручном режиме. Функции механической трансмиссии осуществляются за счет механических устройств, поэтому она и получила такое название.

Принцип работы механической трансмиссии следующий: крутящий момент от силового агрегата через сцепление передается на первичный вал КПП. Сцепление обеспечивает разъединение мотора и трансмиссии для переключения передач без выключения оборотов двигателя. В механической трансмиссии сцепление выжимается водителем путем нажатия на педаль в салоне автомобиля. В момент, когда сцепление выжато, водителем осуществляется выбор передачи и вручную переключается рычаг КПП.

В механической трансмиссии оси валов расположены параллельно, на них расположены шестерни. Пары взаимодействующих шестерен образуют ступени, каждая из них имеет определенное передаточное число, определяемое отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. Количество зубьев зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев — тем больше диаметр шестерни. Первая передача имеет самое большое передаточное число и, соответственно, входная шестерня имеет минимальный размер, а выходная — максимальный.

Передаточное число определяет скорость вращения и крутящий момент, передаваемый от коленчатого вала двигателя. Если передача увеличивает крутящий момент, то она является понижающей, если уменьшает — повышающей. У понижающей передачи скорость вращения шестерен снижается, у повышающей — повышается.

Существуют две основных разновидности механической трансмиссии: двухвальные и трехвальные КПП. У двухвальных крутящий момент передается непосредственно от ведущего вала к ведомому, у трехвальных между ними расположен промежуточный вал, повышающий общий КПД механической трансмиссии и позволяющий реализовать прямую передачу. Также механическая трансмиссия классифицируется по количеству ступеней: 4, 5, 6 и даже 7 на самых продвинутых автомобилях. Наибольшее распространение сейчас имеют 5- и 6-скоростные МКПП.

Механическая трансмиссия довольна проста, надежна и недорога в реализации. Однако ее основной недостаток — усложнение процесса управления автомобилем. Водитель должен полностью контролировать процесс переключения передач, что является достаточно утомительным занятием, особенно в режиме городской езды. Ошибки в переключении грозят перегрузкой двигателя или повреждением сцепления. Поэтому автопроизводители предлагают альтернативный варианты, в которых переключение передач осуществляется без участия водителя.

Устройство автоматической трансмиссии

Автоматическая трансмиссия обеспечивает переключение передач в автоматическом режиме. Это означает, что человеку, управляющему автомобилем, не нужно выжимать сцепление и переключать рычаг КПП. Коробка-автомат была разработана еще в начале XX века, основные принципы ее работы сохранились с того времени.

Классическим вариантом автоматической трансмиссии является гидротрансформаторная КПП, состоящая из следующих узлов:

• гидротрансформатора;
• планетарного механизма.

Последний включает в себя следующие детали

• гидравлический или электронный блок управления АКПП;
• фрикционную муфту;
• обгонную муфту;
• ленточный тормоз;
• масляный насос.

Гидротрансформатор обеспечивает передачу крутящего момента от силового агрегата и по своей сути заменяет сцепление. Передача крутящего момента осуществляется за счет накопления и использования кинетической энергии жидкости, находящейся внутри корпуса гидротрансформатора. Также он обеспечивает гашение толчков, возникающих при переключении передач, из-за отсутствия жесткой кинематической связи между своими элементами.

Планетарный механизм обеспечивает выбор скорости и передачу крутящего момента от гидротрансформатора к приводам колес. В планетарном механизме осуществляется блокировка одних шестерней и разблокировка других, что определяет выбор передаточного числа. Управление коробкой осуществляет гидравлический или электронный блок управления, собирающий сведения от различных датчиков и определяющий необходимый режим работы.

Классическая автоматизированная трансмиссия имеет множество достоинств: она обеспечивает комфортность управления автомобилем, имеет большой ресурс, зачастую превосходящий механическую трансмиссию, предотвращает банальные ошибки водителя при переключении передач. Разумеется, имеются и минусы: автомат достаточно дорог, поэтому им редко оснащаются автомобили эконом-класса. Также трансмиссия подобного типа увеличивает вес авто, снижает динамику и максимальную скорость, повышает расход топлива и требует тщательного ухода. В случае поломки ремонт автоматической трансмиссии обойдется владельцу авто в немаленькую сумму.

Устройство трансмиссии типа вариатор

Вариатор, или CVT (Continuously Variable Transmission), это разновидность бесступенчатой автомобильной трансмиссии. Вариатор способен плавно изменять коэффициент передачи во всем диапазоне скоростей и тяговых усилий, поэтому в процессе работы такой трансмиссии не наблюдается характерных толчков при переключении передач, свойственных другим видам трансмиссии.

На современных автомобилях самым распространенным видом является вариатор, основанный на работе клиноременной передачи. В нем передаточное число передается от ведущего шкива, соединенного с мотором, к ведомому, связанного с приводами колес. Между собой валы соединяются ремнем.

Принцип работы вариатора основан на изменении диаметра ведомого и ведущего шкивов при уменьшении или увеличении частоты оборотов двигателя. При трогании автомобиля, когда необходимо максимальное тяговое усилие, диаметр ведущего шкива минимален, ведомого максимален, что повышает коэффициент передачи. С набором скорости и увеличением оборотов силового агрегата диаметр ведущего шкива возрастает, а ведомого — падает, что уменьшает коэффициент передачи. Таким образом регулируется тяговое усилие, передаваемое на приводы колес. Как и на любых современных автомобилях, за регуляцию диаметра шкивов отвечает электроника, получающая команды из электронного блока управления.

Второй вариант бесступенчатой трансмиссии — тороидальный вариатор, встречающийся гораздо реже клиноременной схемы. При таком варианте передача крутящего момента регулируется роликами тороидальной формы, зажатыми между валами. Изменение передаточного числа осуществляется за счет увеличения или уменьшения площади контактных поверхностей соприкосновения роликов и валов. Для максимальной тяги роликовые зажимы поворачиваются в сторону ведомого вала, что увеличивает площадь соприкосновения и трение между ведомым валом и роликом. При увеличении скорости ролики поворачиваются в обратную сторону. Тороидные вариаторы более надежны и износостойки, однако дороже в производстве.

Плюсы бесступенчатой трансмиссии типа вариатор очевидны: она более динамична и эффективна, чем автомат, полностью отсутствуют рывки, выигрывает она и в экономичности по сравнению с автоматом. Однако и минусы вариатора также ярко выражены: ненадежность, относительно малый ресурс, дорогостоящий ремонт и необходимость дополнительного обслуживания (нужно покупать специальное трансмиссионное масло).

Роботизированная трансмиссия

Роботизированная трансмиссия — еще один вариант трансмиссии, позволяющий переключать передачи в автоматическом режиме и позволяющий избавиться от педали сцепления в салоне авто.

В большинстве случаев роботизированная трансмиссия является однодисковой с одним сцеплением, в качестве альтернативы предлагается двухдисковая (преселективная) — с двумя параллельными механическими коробками и двумя сцеплениями. В качестве экзотического варианта создана и трехдисковая роботизированная коробка с тремя параллельными механическими коробками и тремя сцеплениями.

Роботизированная КПП основана на работе классической механической КПП, однако переключение передач производится не вручную, а благодаря сервоприводам, управляемым электроникой. Один сервопривод выключает и включает сцепление, второй физически перемещает шестеренки в коробке передач. Сервоприводы могут быть электрическими (более доступный вариант, встречающийся на автомобилях эконом-класса) или гидравлическими, обеспечивающими более плавное переключение передач и сближающими робот с классическим автоматом. Такой вариант встречается на более дорогих автомобилях.

Принцип работы роботизированной трансмиссии с одним сцеплением (однодисковой) следующий. Крутящий момент передается на ведущий вал, который передает его на ведомый, соединенный приводом с колесами. Силовой агрегат и ведущий вал разделены сцеплением, переключением которого занимается сервопривод под управлением электроники. При разрыве сцепления второй сервопривод перемещает синхронизаторы коробки передач таким же образом, как это делает водитель рычагом КПП на механике. Однако для такой системы характерны разрывы в мощности и потери в тяге в момент переключения.

Для решения этой проблемы была разработана преселективная роботизированная трансмиссия (DCT) с двумя дисками (валами) и двумя сцеплениями для четных и нечетных передач. Когда автомобиль едет на нечетной передаче, второе сцепление подготавливает переключение на четную передачу и т. д. Благодаря этому исчезают разрывы в тяге при переключении передач, которое осуществляется в рекордно быстрый период времени (время отзыва — до 0,2 секунды и даже меньше).

В целом роботизированная трансмиссия имеет свои плюсы по сравнению с автоматом — она дешевле, занимает меньше места в подкапотном пространстве, меньше весит, достаточно экономична (на уровне механической трансмиссии). Также большинство роботов позволяет переключать передачи и в ручном режиме.

Минусы робота следующие — простые однодисковые роботы с электрическими сервоприводами не обеспечивают плавность переключения передач. Роботы с двумя сцеплениями и с гидравлическими сервоприводами достаточно дороги, недостаточно надежны и имеют сложности при ремонте. В нередких случаев при поломке приходится менять коробку передач целиком.

Источник http://a6s.info/ru/transmissiya/38-kak-ezdit-na-mekhanike
Источник http://auto.vercity.ru/magazine/14131_kak_rabotaet_avtomobilnaya_transmissiya/
Источник http://voditelauto.ru/%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%8F-%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8F/